[发明专利]涡轮式发动机的涡轮机匣和涡轮式发动机

说明书

本发明公开一种涡轮式发动机的涡轮机匣和涡轮式发动机，所述涡轮机匣包括：涡轮外环，用于安装至所述涡轮式发动机的涡轮工作叶片的径向外侧；冷却腔室，位于所述涡轮外环的径向外侧；引气孔，位于所述冷却腔室的腔壁上，用于向所述冷却腔室引入气体以冷却所述涡轮外环；热膨胀件，位于所述冷却腔室的腔壁的外侧，设置于所述引气孔的入口处，包括固定在所述冷却腔室的腔壁上的固定端和随温度变化伸缩的伸缩端，被配置为通过所述伸缩端的伸缩调节进入所述引气孔的气体的流量。

技术领域

本发明涉及动力机械领域，特别涉及一种涡轮式发动机的涡轮机匣和涡轮式发动机。

背景技术

涡轮式发动机应用广泛，包括在航空发动机领域中应用的涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机或涡轮轴发动机和在船舶、发电等领域应用的燃气轮机等。涡轮式发动机对效率的要求越来越高，叶尖间隙是影响效率的重要因素，为了保持涡轮工作叶片与涡轮外环之间的叶尖间隙处于合适的范围，需要对涡轮工作叶片正对的涡轮外环进行冷却，常用的冷却方式是从压气机处引入气体对涡轮外环进行冷却。为了调节叶尖间隙或者为了提高气体的利用效率，在对涡轮外环进行冷却时，在不同温度下需要对涡轮外环的气体的流量进行调节。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在温度变化时能够自动调节引入的对涡轮外环进行冷却的气体的流量的涡轮式发动机的涡轮机匣。同时还提供一种应用该涡轮机匣的涡轮式发动机和航空发动机。

本发明第一方面公开一种涡轮式发动机的涡轮机匣，包括；

涡轮外环，用于安装至所述涡轮式发动机的所述涡轮工作叶片的径向外侧；

冷却腔室，位于所述涡轮外环的径向外侧；

引气孔，位于所述冷却腔室的腔壁上，用于向所述冷却腔室引入气体以冷却所述涡轮外环；

热膨胀件，位于所述冷却腔室的腔壁的外侧，设置于所述引气孔的入口处，包括固定在所述冷却腔室的腔壁上的固定端和随温度变化伸缩的伸缩端，被配置为通过所述伸缩端的伸缩调节进入所述引气孔的气体的流量。

在一些实施例中，所述涡轮机匣还包括固定在所述冷却腔室的腔壁上的固定凸块，所述固定凸块具有调节表面，所述调节表面从靠近所述引气孔的一侧向远离所述引气孔的一侧逐渐远离所述腔壁，所述热膨胀件的伸缩端搭接在所述调节表面上以在所述调节表面的作用下随温度变化改变与所述引气孔的入口的距离。

在一些实施例中，所述热膨胀件的伸缩端上设有与所述引气孔连通的通气孔。

在一些实施例中，所述调节表面为楔形表面，或所述调节表面为弧形表面。

在一些实施例中，所述热膨胀件的伸缩端沿所述冷却腔室的腔壁的外表面伸缩，所述热膨胀件被配置为通过所述伸缩端的伸缩调节所述热膨胀件的伸缩端遮避所述引气孔的入口的面积的大小。

在一些实施例中，所述热膨胀件的伸缩端上设有通气孔，所述热膨胀件被配置为通过所述伸缩端的伸缩调节所述通气孔与所述引气孔的入口的重合面积的大小。

在一些实施例中，所述热膨胀件被配置为在温度升高时通过所述伸缩端的伸长提高进入所述引气孔的气体的流量，在温度下降时，通过所述伸缩端的收缩减少进入所述引气孔的气体的流量。

在一些实施例中，所述涡轮机匣还包括位于所述涡轮外环的径向外侧的涡轮外机匣和连接所述涡轮外机匣与所述涡轮外环的中层机匣，所述涡轮外环与所述中层机匣之间形成所述冷却腔室，所述引气孔设于所述中层机匣上，所述热膨胀件的固定端固定于所述中层机匣上。

在一些实施例中，所述热膨胀件为金属件。

本发明第二方面公开一种涡轮式发动机，包括工作叶片和围绕所述工作叶片的所述的涡轮机匣。

在一些实施例中，所述涡轮式发动机包括燃气轮机和航空发动机。